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Retsch高能球磨仪Emax机械合金法制备半导体合金

发布时间:2017-06-07 10:15:39 浏览人数:

Retsch高能球磨仪Emax机械合金法制备半导体合金 Retsch高能球磨仪Emax机械合金法制备半导体合金 文章摘要: 机械合金化(Mechanical Alloying,简称MA)是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间剧烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,致使粉末颗粒中原子分散,从而取得合金化粉末的1种粉末制备技术。本文以硅锗合金和碲化铋半导体材料合金化制备实验为例,介绍了高能球磨仪Emax的使用方法和技术优势,对合金样品制备的利用有鉴戒作用。 传统方法制备不锈钢类合金要求高温下进行熔融,如果需求量很小抑或没法熔融,机械合金法就是1个很好的替换方法,传统上会用行星式球磨仪来完成。 上世纪60年代末,美国国际镍公司用机械合金法第1次制备成功耐高温镍铁合金并以此申请专利。机械合金研磨需要有强劲的动能把固体粉末结合在1起,行星式球磨仪产生的高能撞击可以提供所需能量。在研磨球的撞击和挤压下, 文章摘要:
机械合金化(Mechanical Alloy电脑式拉力试验机ing,简称MA)是指金属或合金粉末在针焰试验机高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间剧烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,致使粉末颗粒中原子分散,从而取得合金化粉末的1种粉电脑式扭力试验软床垫耐久性试验机机末制备技术。本文以硅锗合金和碲化铋半导体材料合金化制备实验为例,介绍了高能球磨仪Emax的使用方法和技术优势,对合金样品制备的利用有鉴戒地毯燃烧试验机作用。


传统方法制备不锈钢类合金要求高温下进行熔融水泥混凝土强度试验机,如果需求量很小抑或没法熔融,机械合金法就是1个很好的替换方法,传统上会用行星式球磨仪来完成。
上世纪60年代末,美国国际镍公金属线材扭转试验机司用机械合金法第1次制备成功耐高温镍铁合金并以此申请专利。机械合金研磨需要有强劲的动能把固体粉末结合在1起,行星式球磨仪产生的高能撞击可以提供所需能量。在研磨球的撞击和挤压下,细粉颗粒会产生塑性形变并且焊合在1起。所以机械合金法可以弥补传统高温熔融没法制备的样品的不足,并且可以制备更大自由度混合比的GB1040电子拉力试验机样品。

热电合金材料
硅(ndt冲击试验机Si)和锗(Ge)都是最通用常见半导体材料—是光电电池和晶体管正弦扫频振动试验机产业的基石。硅锗合金材料性质如带隙可以由改变硅和锗混合比例来调剂。热电合金材料用于制造航天多功能电子万能试验机热偶发机电,保证了空间探索和实验装备的动力供应。
在商用热电材料领域,碲化铋(Bi2Te3)因其热电效能转化率高,是研究最多的材料,被用来做半导体制冷元件。

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高能球磨仪Emax
Emax的转速能到达每分钟2000转,特殊设计的跑道型研磨罐可以产出更大的粉碎能电脑抗张试验机。结合了建材燃烧试验机高速撞击力和密集磨擦力,高能球磨仪的强劲能量输入可以做快速纳米研磨实验和机械合金利用。跑道型的研磨罐和偏心轮运动方式,有效保证了样品的混合,样品最后不但可以磨得很细,粒度散布范围也会变很窄。

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内置水冷管集装袋试验机路可以快速带走样品子啊研磨中产生的热量,保护样品免受太高温度影响,从而可以不像行星式球磨仪1样需要间歇停转,大大提高研磨工伺服万能试验机作效力。如果有更严格的控温需要,Emax还可之外接卷绕试验机冷水机,进1步下降研磨温度(最低工作砂浆压力试验机温度不能低于5摄氏度)。

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图1:研磨前样品XRD 分析结果 Si(红)Ge(绿)全部扫描范围从10⑹0°,可以看出Si和Ge晶面特点峰。

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图2:研磨5小时后XRD分析结果 电池包挤压针刺试验机可以看出晶面特点峰已偏移和合并,机械合金化已有效果

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图3:研磨5,8,9小时后XRD分析结果 晶面特点峰值会有高品质汽车零部件试验机所变窄和迁移,显示5⑹小时的反应后机械合金反应已基本完成

原来安全鞋垫板耐折试验机硅和锗的机械合金化反利用是用行星式球磨仪进行的,但是会有很多问题致使结果不尽如人意。行星式球磨仪需要最少80分钟才能把样品泡沫拉伸试验机处理到可以进行机械合金化的初始细度,接下来即便用中低转速400转/分也会致使样品在研磨罐中结杯突试验机块,没法使用其全部能量来进行机械合金反应。另外一个问题是研磨罐过热需要间歇,在全部13小时的反应时间中需要额外加入最少90分钟停止时间。而高能球磨仪Emax自带水冷功能,高速运行砖砌体试验机也无需间歇,没有样品结块的现象,同时还大大提高了反应效力。

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图4: 图弯管试验机 5:
Bi和Te机械合金反应 1小时后XRD分析结果 图4为球料比10:1 (体积比)图5为球料比5:1(体积比)

机械合金法制备硅锗合金
硅滚筒式床垫耐久性试验机2000型混凝土压力试验机锗合金比为SI 3.63克 Ge2.36克,用50ml碳化钨研磨罐,10mm碳化防尘试验机钨研磨球8个(球金属线材弯曲试验机料比10:1)。硅料和锗料的原始塑料薄膜拉力试验机尺寸为1⑵5mm和4mm。2000转/分20分钟后,样品已微粉化无结块现象。接下来1200转/分 9个小时(每隔1小时中间间歇1分微型万能试验机钟后反转样品以免样品结块)。
机械合金反应前20分钟样品做了XRD定性和定量分析,Si和Ge的特点峰值都可以很清晰地辨认出来,说明碳化钨球几近没有产生磨擦效应。
在全部反应进程中合金始终保持微粉化,Emax的温度没有超过30℃。经过9个小时的反应后,全部样品基本消除不定形态,呈微晶状态。

机械合金法制备碲化铋
研究不同球料比(10:1或5:1)对反应的影响,50ml 不锈钢研磨罐高频疲劳试验机, 10mm不锈钢研磨球 10个。 球料比10:1的罐子中加入2.09克Bi和1.91克Te。 球料比5:1的罐子中加入4.18克Bi和3.83克Te。800转/分 70分钟(每10分钟间歇1分钟并反转),结果做了XRD分析。
在经过近1小时机械合金研磨,Bi和Te的特点峰都有明显可辨的偏移,显示化合物Bi2Te3开始构成。球料比10:1的样品构成速度比5:1的更快,由于5:1样品中Te的特点峰值强度更大,说明10:自动扭转试验机1样品中的Te反应地更多。合金反应继续1200转/分3小时后,没有样品结块。
和原来用混合研磨仪1200转/分 6.5小时制备相比,高能球磨仪Emax只需要2⑶个小时候就可以轻松完成任务。


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